Les tremblements de terre sont notoirement impossibles à prévoir et ont été la cause de certains des événements les plus dévastateurs de l’histoire de l’humanité. Mais pourrions-nous en savoir plus sur ces catastrophes naturelles en les retraçant dans le temps ?
Une mission de recherche, baptisée Expédition 386, veut utiliser les enregistrements de sédiments dans l’océan Pacifique au large des côtes du Japon pour suivre et enregistrer des milliers d’années d’activité sismique passée.
Bien que la partie offshore de l’expédition se soit terminée l’été dernier, la partie scientifique de la mission, une enquête d’un mois sur les échantillons récupérés, s’est récemment terminée le 15 mars.
Environ 30 scientifiques internationaux sont impliqués dans le projet, dont Derek Sawyer, professeur agrégé de sciences de la terre à l’Ohio State University.
Bien qu’il ait rejoint le voyage il y a près de deux ans, la mission a ensuite été reportée en raison de la pandémie, obligeant de nombreux chercheurs à mener leurs recherches à distance.
Alors que les chercheurs étudient les tremblements de terre depuis des siècles, l’expédition offre une occasion unique de répondre aux questions clés qui ont laissé perplexe les scientifiques au sujet de ces secousses surnaturelles.
« Il y a beaucoup d’endroits sur notre planète qui présentent des risques de tremblement de terre, le Japon étant l’un d’entre eux », a déclaré Sawyer. « Mais il y a eu beaucoup de recherches scientifiques et d’efforts pour essayer de comprendre les tremblements de terre en général en regardant un endroit comme le Japon, pour en apprendre beaucoup sur leur fonctionnement et leur fréquence. »
Environ 1 500 tremblements de terre frappent le Japon chaque année, le dernier en date étant un puissant tremblement de terre de magnitude 7,3 qui a secoué sa côte nord-est au début du mois. Étant donné que la nation insulaire est située dans une zone où quatre grandes plaques tectoniques se rencontrent (les plaques eurasienne, d’Okhotsk, du Pacifique et de la mer des Philippines), l’ensemble de l’archipel abrite un éventail d’occurrences géologiques naturelles, y compris des sources chaudes et des volcans.
En raison de cette vulnérabilité, le pays abrite l’un des systèmes d’alerte précoce aux tremblements de terre les plus efficaces au monde. En d’autres termes, le Japon est l’endroit idéal pour étudier comment les tremblements de terre affectent la mémoire tectonique de la Terre et apprendre comment le temps géologique s’aligne sur le nôtre.
Pour ce faire, l’objectif de l’expédition était d’explorer la fosse du Japon, une fosse sous-marine profonde remplie d’une gamme de formations géologiques hautes et basses. Ces diverses topographies sous-marines peuvent, lorsqu’elles sont perturbées, envoyer des dépôts déclenchés par des tremblements de terre ou des sédiments vers le bas pour tomber dans ces bassins profonds. Bien qu’il puisse être difficile de dire si ces dépôts ont été faits par des tempêtes ou des tremblements de terre particulièrement violents, cette boue spéciale pourrait y rester enfouie pendant des millions d’années, attendant de raconter une histoire.
« Les sédiments, souvent, en particulier dans les océans profonds et calmes, se déposent simplement couche par couche, grain par grain, lentement mais sûrement », a déclaré Sawyer. « Cependant, il y a aussi des moments où une impulsion de sédiments peut être déposée rapidement, par exemple à partir d’un glissement de terrain sous-marin ou d’un courant déclenché par un tremblement de terre. »
« Nous pouvons ensuite récupérer la séquence des sédiments en collectant de longues carottes cylindriques, un peu comme utiliser une paille géante pour extraire les sédiments. Nous pouvons ensuite fendre la carotte et lire ou interpréter l’histoire des couches qui s’y trouvent. »
Aujourd’hui, une foreuse océanique typique peut atteindre des profondeurs d’environ 200 à 2 000 mètres sous le niveau de la mer. L’expédition 386, cependant, a battu des records de forage océanique l’été dernier après que l’équipage ait foré plus de 8 000 mètres pour récupérer ces échantillons de sédiments. Descendant à environ 1 mètre par minute, un aller simple prend quelques heures pour se rapprocher de leur destination sous le fond marin, a déclaré Sawyer.
Une fois ramené à la surface, l’étape suivante de l’équipage consistait à effectuer une variété de mesures et de sous-échantillons, y compris l’analyse des propriétés physiques des carottes. En tant que chef de groupe pour l’équipe des propriétés physiques de l’expédition, Sawyer coordonne la documentation détaillée des mesures physiques qui seront effectuées sur les échantillons.
Pour trouver des preuves de l’activité sismique passée, son équipe a créé des observations incroyablement détaillées des noyaux, y compris s’ils ont des caractéristiques géologiques uniques, leur géochimie et même s’il y avait des fossiles à trouver à l’intérieur des échantillons.
Si Sawyer et ses collègues réussissent à enregistrer et à compiler leurs découvertes au cours des prochains mois, les chercheurs pourront dater ces carottes de sédiments et établir un catalogue des principaux tremblements de terre près du Japon. Un tel journal, tout comme la façon dont les cernes d’un arbre enregistrent son histoire personnelle, pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre la fréquence des tremblements de terre plus importants.
Ces informations pourraient également être utilisées pour étendre les connaissances du public sur les dangers associés à ces événements et les atténuer ou même les planifier à l’avenir.
« Vous ne pouvez pas les empêcher de se produire », a déclaré Sawyer. « Mais vous pouvez réfléchir aux meilleures façons de concevoir ou de renforcer la résilience des communautés qui sont sensibles aux impacts des tremblements de terre et de leurs tsunamis. Les informations vitales pour cela sont un enregistrement précis de la fréquence et de l’ampleur des tremblements de terre passés. »